赛默飞世尔科技独家赞助第二届质谱论坛

2011-7-11 16:50 来源: 赛默飞世尔科技色谱质谱
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  2011年7月7日,第二届质谱论坛在北京师范大学英东学术讲堂成功举办。来自北京周边地区各研究院所、高校、检测机构的共计200余位专家和科研人员参加了此次论坛。质谱论坛由北京师范大学质谱中心发起,并得到中国质谱学会的大力支持。第二届质谱论坛的主题是质谱技术在生物医药中的应用。本期论坛合办和赞助方为赛默飞世尔科技公司。此次报告邀请的专家有:中科院生物物理所杨福全研究员,清华大学生命学院邓海腾教授,军事医学科学院谢剑炜研究员,以及赛默飞世尔科技公司的刘婷工程师。


 质谱论坛会场 

  首先来自北京师范大学质谱中心主任谢孟峡教授致开幕词并做质谱中心相关情况介绍。质谱论坛的宗旨是为质谱技术在各学科的应用提供一个高层次的学术交流平台,推动质谱技术的学科建设发展中的支撑作用。首届质谱论坛于去年10月份举办后受到了社会各界的广泛关注。首届质谱论坛邀请的报告人有中国科学院北京基因组研究所刘斯奇研究员、中国医学科学院基础医学研究所的李智立教授、北京师范大学生命学院的何大澄教授。

  第二届质谱论坛得到了赛默飞世尔科技的大力支持。谢老师提到,北京师范大学和赛默飞世尔的合作长达30多年,从上世纪80年代初,北师大购买的第一台质谱就来自赛默飞世尔科技前身即菲尼根公司;之后在1999年购置菲尼根气质联用,2005年购置了气相稳定同位素质谱仪,2009年购置了赛默飞世尔公司第一台线性离子阱LC/MS等等。

  北京师范大学质谱中心采用分散放置,统一管理的运行模式,现在运行12台大型质谱,分别放置在分析测试中心、生命科学学院、化学学院、环境学院、减灾与应急管理研究院和二炮总医院。仪器种类包括气质联用仪、气相色谱-四极杆飞行时间质谱、液相色谱-三重四极杆质谱、液相色谱-四极杆飞行时间串联质谱、液相色谱-四极杆线性离子阱串联质谱、气相稳定同位素质谱等,可以对生物大分子、药物、环境等方面的研究提供技术支撑。作为北京师范大学教师和研究人员开展科学研究的技术支撑体系,质谱中心在开展质谱检测技术、方法学及在相关领域的应用研究、促进不同学科间的交流合作、培养高水平、高素质专业人才等方面发挥着非常重要的作用。谢孟峡教授还向大家介绍了质谱中心管理委员会成员和学术委员会成员。学术委员会还新聘请了中国科学院生物物理研究所杨福全研究员、清华大学邓海腾教授、军事医学科学院毒物药物研究所谢剑炜研究员。

       来自赛默飞世尔科技的应用工程师刘婷为大家作了题为《高分辨质谱提高代谢物鉴定的数量和可靠性》的报告。

  代谢物鉴定的重要性

  刘工程师讲到,DMPK贯穿新药研发的始终,FDA以及SFDA里面都有药物DMPK的相关指导原则,即:新药研发中,为了评价药物的安全性和有效性,需要阐明药物的代谢过程,并考察可能的药物相互作用。2002年MIST法案和2008年的FDA指南都规定了必须要鉴定出主要的代谢产物、活性代谢产物和具有毒性的代谢产物。并且FDA指南规定,在人血液里,在稳态条件下,血液中的代谢产物达到了母药暴露水平的10%则必须进行定量研究。

  高分辨质谱提高代谢物鉴定的数量和可靠性

  从代谢物鉴定方法的发展来看,1989年以前主要是利用TLC和HPLC 来进行鉴定,耗时长,效率不高,鉴定几种代谢物通常需花费几周甚至几个月的时间,且缺乏定性能力;90年代后,LC/MS技术得到应用,主要应用离子阱质谱和三重四极杆质谱,可以较好地定性,将几个代谢产物鉴定的时间缩短为几周,但是仍无法满足药物代谢研究中高通量的要求;2008年之后,高分辨质谱在药物代谢研究中的应用越来越广泛,这类质谱包括Q-TOF、Orbitrap等,在几天的时间内就能鉴定出1-3个化合物。

  那么为什么要用高分辨质谱,多少分辨率才够用呢?药物代谢研究针对的不是标准品而是复杂的生物基质,存在大量的干扰,高分辨的意义就在于可以有效地排除干扰。在举例Isazophos(m/z 314.04941)的药物定量实验中,存在本底噪音(m/z 314.07141),分辨率只有在50,000以上,才可能很好地排除干扰并准确定量。另一个例子是测定红茶中的茶多酚,分辨率达到80,000时才足以准确地鉴定花青素(m/z 577.13405)并排除干扰(m/z 577.15518),和进行定量。

  关于精确质量数的作用,可以发表在Clinbiochem. 2010. 08.018上的文献来说明,该例中,质量偏差如控制在±5ppm以内,则能消除假阳性,提高灵敏度。稳定的高质量精度可获得优异的定量RSD重复性,并可准确定性元素组成。而要获得提取色谱峰非常对称的峰形,和稳定的高质量精度,常常需要高分辨(比如举例中需要50,000以上的分辨率)。

  代谢物研究中对高分辨质谱的要求是:具备高分辨率和高质量精度,从而保证复杂样品测定的质量精度;同时还需质量精度稳定性好,才能保证每个扫描点的质量精度。赛默飞世尔科技公司的Orbitrap质谱是当今分辨最高的高通量质量分析器,它包括台式Orbitrap系列(Exactive)和LTQ Orbitrap系列。今年ASMS推出的Q-Exactive,分辨率达到了140,000,采集速度提高了两倍;而新推出的LTQ Orbitrap Elite,分辨率达到了240,000,采集速度提高了4倍。      

      高分辨质谱在代谢产物鉴定的应用思路

  高分辨质谱用于代谢产物鉴定,最主要的两条应用思路是应用多种数据采集和数据处理方式。数据采集有多种模式,包括DDPT数据依赖性扫描,可自动激发做多级扫描;母药分子式如含有卤族元素可用同位素激发模式做数据依赖性扫描;依赖仪器需要运用极性切换的功能来进行代谢物确认。

  数据分析时用到两类数据:一类是全扫描数据,一类是多级扫描数据。针对全扫描数据分析,常用方法包括质量亏损过滤(MDF)及多重质量亏损过滤(MMDF)、背景扣除、同位素过滤、提取离子流图。针对多级扫描数据分析,常用子离子过滤和中性丢失过滤(即根据一些中性丢失碎片进行代谢物查找)。

  应用实例——雷公藤甲素代谢物鉴定

  接下来刘工重点列举了雷公藤甲素(Triptolide)代谢物鉴定的应用实例。雷公藤是临床上治疗风湿性关节炎的主要用药,毒性很强,临床表现为肝肾毒性。其中雷公藤甲素是雷公藤的主要药理成分,研究雷公藤甲素的代谢产物特别是反应性代谢产物对解释雷公藤的肝肾毒性有重要的意义。其研究难点在于:质谱离子化效果不佳,响应强度不高。

  该实验主要运用赛默飞世尔科技和与进行分析,分别进行了雷公藤甲素体外和体内代谢分析。

  在建立LC-MSn方法中,首先对流动相进行了优化,加入了NH4AC帮助形成[M+NH4]+从而提高信号响应,解决了灵敏度问题。LTQ Orbitrap和Q-Exactive质谱主要采用了数据依赖性扫描,其中LTQ Orbitrap主要采用的是CID加宽带激发碰撞模式,则采用HCD高能碰撞模式,从而得到更多离子碎片信息。

  确认代谢物过程实现了数据采集和数据分析两种功能。Metworks软件的MMDF(多重质量亏损过滤)功能用于分析体内大鼠尿液样品,中性丢失过滤功能进行反应性代谢物查找,子离子过滤功能查找代谢物,Mass Frontier软件对雷公藤甲素碎片分析,最终发现了107种代谢物。


参会人员对赛默飞世尔科技质谱技术非常关注

        来自中国科学院生物物理研究所的杨福全研究员的演讲题为《蛋白质组学技术在生物医学研究中的应用》。来自清华大学生命学院的邓海腾教授做了题为《Application of mass spectrometry beyond Proteomics》的报告,主要内容是关于质谱在代谢组学方面的应用。来自军事医学科学院的谢剑炜研究员做了题为《芥子气暴露的确证》的报告。


        实验室参观

  论坛结束后,大家一同乘车前往,参观了生物医学测试中心蛋白化学平台实验室。

 仪器负责人给大家介绍Orbitrap Velos

nLC-LTQ Orbitrap Velos

  关于赛默飞世尔科技

  赛默飞世尔科技(纽约证交所代码: TMO)是科学服务领域的世界领导者。我们致力于帮助我们的客户使世界更健康、更清洁、更安全。公司年销售额接近 110 亿美元,拥有员工约37000人。主要客户类型包括:医药和生物技术公司、医院和临床诊断实验室、大学、科研院所和政府机构,以及环境与工业过程控制行业。借助于Thermo Scientific 和 Fisher Scientific 两个首要品牌,我们将持续技术创新与最便捷的采购方案相结合,为我们的客户、股东和员工创造价值。我们的产品和服务有助于加速科学探索的步伐,帮助客户解决在分析领域所遇到的各种挑战,无论是复杂的研究项目还是常规检测或工业现场应用。